Обработка результатов испытаний

Обработка результатов испытаний заключается в определении сопротивления грунта сдвигу при вертикальных напряжениях и построении графика зависимости :

1. Результаты всех сдвиговых испытаний заносятся в таблицу 7.3.

2. График зависимости (рис. 7.4) строят в одинаковом масштабе для и , который рекомендуется принять:

5 см = 0,1 МПа. По полученным опытным точкам проводят осредненную прямую до пересечения с осью ординат.

Таблица 7.3

Результаты определения сопротивления грунта сдвигу

Номер подгруппы	Нормальное напряжение в плоскости сдвига , МПа	Величина предельной горизонтальной нагрузки , Н (г)	Сопротивление грунта сдвигу , МПа
1	2	3	4
1	0,1
2	0,2
3	0,3

3. Угол внутреннего трения грунта и удельное сцепление определяют из графика: - по тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс или с помощью транспортира с точностью до 1°; - по масштабу, как отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, с точностью до 0,001 МПа.

τ_и, МПа

МПа Рис.7.4. График сопротивления грунта сдвигу

Вопросы для самоподготовки

1. Объясните, чем обусловлено сопротивление грунтов сдвигу?

2. Какие приборы используются для определения прочностных характеристик грунта в лабораторных условиях?

3. Покажите схему испытаний грунта в приборе прямого плоскостного среза.

4. Укажите ориентировочное значение угла внутреннего трения песка, а также глины в текучем состоянии.

5. Почему в компрессионном и сдвиговом приборах днище и поршень выполнены перфорированными?

6. Каково соотношение и в песках.

7. Что такое удельное сцепление грунта? Покажите на графике.

8. Для каких грунтов удельным сцеплением грунта можно пренебречь?

9. Запишите закон Кулона для связных грунтов. Назовите входящие в него параметры.

10. Расставьте в порядке возрастания удельного сцепления следующие грунты: супесь, суглинок, песок.

Лабораторная работа № 8

Компрессионные испытания грунта и определение его модуля деформации (гост 20276-99)

Цель лабораторной работы – определить модуль деформации песчаного и глинистого грунтов.

Модуль деформации является одним из показателей сжимаемости грунта и используется в расчетах осадок фундаментов. Он аналогичен модулю упругости для твердых тел, но, в отличие от последнего, учитывает как упругие, так и остаточные деформации.

Модуль деформации определяется в полевых условиях испытанием грунта в шурфах и скважинах с помощью штампов, а в лабораторных условиях – в стабилометрах или по результатам компрессионных испытаний.

Компрессионным сжатием грунта называется сжатие без возможности бокового расширения. Этим условиям соответствует сжатие грунта под действием вышележащего слоя грунта или по центру площадного фундамента. Полученная после проведения компрессионных испытаний зависимость между коэффициентом пористости грунта и действующим давлением называют компрессионной зависимостью (рис.8.1):

.

Основным методом построения компрессионных кривых является вычисление коэффициента пористости по осадкам образцов грунта при уплотнении их в компрессионной приборе соответствующей нагрузкой :

, (1)

где - начальный коэффициент пористости грунта, соответствующий плотности и влажности грунта перед приложением нагрузки;

- полная осадка, при соответствующей нагрузке , измеренная от начала нагружения;

- начальная высота образца.

Рис.8.1. Компрессионная зависимость

Полученная компрессионная зависимость (рис.8.1) являясь логарифмической (нелинейной) может быть упрощена в небольших пределах изменения давления прямолинейной зависимостью АВ. Тангенс угла наклона прямой АВ характеризует сжимаемость грунта в выбранном пределе давления и называется коэффициентом сжимаемости:

(2)

Определенные по компрессионной кривой коэффициент сжимаемости и коэффициент относительной сжимаемости :

, (3)

позволяют вычислить модуль деформации исследуемого грунта [МПа], исходя из следующих зависимостей:

; (4)

, (5)

где - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта, зависящий от коэффициента Пуассона ; (принять для песка , для глины ).

Кроме определения модуля деформации, в данной работе изучается характер развития осадки песчаного и глинистого грунтов во времени.

Деформации образца песчаного грунта происходят очень быстро и завершаются (стабилизируются) в течение нескольких минут. В образце глинистого грунта деформации развиваются медленно и заканчиваются через несколько часов (около суток). Аналогично в натурных условиях: осадка зданий на песчаном основании завершается за период строительства, а на глинистых – продолжается много лет.